JPH03252726A - Instruction queue - Google Patents

Instruction queue

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JPH03252726A
JPH03252726A JP5207890A JP5207890A JPH03252726A JP H03252726 A JPH03252726 A JP H03252726A JP 5207890 A JP5207890 A JP 5207890A JP 5207890 A JP5207890 A JP 5207890A JP H03252726 A JPH03252726 A JP H03252726A
Authority
JP
Japan
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instruction
queue
word
length
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP5207890A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoyoshi Nakano
中野 直佳
Toyohiko Yoshida
豊彦 吉田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH03252726A publication Critical patent/JPH03252726A/en
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Abstract

PURPOSE:To accelerate the transfer of an instruction code from an instruction fetching part to an instruction decoder by directly sending the instruction code transferred from the instruction fetching part to the instruction decoder when non or small number of effective instruction codes exists in a memory part on an instruction queue. CONSTITUTION:A bypass circuit 7(connected to an input bus 7a and an output bus 7b) which becomes a transfer means performs the bypass transfer of a variable length instruction with a second word length on the input bus 7a to the output bus 7b when no effective variable length instruction exists in the instruction queue 1 which becomes a storage means. When one effective variable length instruction with a first word length exists in the instruction queue 1, a part of the variable length instruction with the second word length on the input bus 7a following the variable length instruction with the first word length in the storage means is transferred to the output bus 7b simultaneously with the readout of the effective variable length instruction with the first word length from the storage means. In such a manner, the transfer of the instruction code from the instruction fetching part to the instruction decoder can be accelerated.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、可変長命令を一時的に格納する命令キュー
に係り、特に命令コードの転送効率を高めた命令キュー
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an instruction queue that temporarily stores variable-length instructions, and particularly to an instruction queue that improves the efficiency of transferring instruction codes.

[従来の技術] 従来のこの種の命令キューを備えたデータ処理装置(U
SP4,449,184号明細書等参照)が提案されて
いる。
[Prior Art] A conventional data processing device (U
(See the specification of SP4,449,184, etc.) has been proposed.

従来の命令キューは、ハーフワード(2バイト、以下H
Wと呼ぶ)単位で可変長の命令を処理するデータ処理装
置に使用されている。
A conventional instruction queue is a halfword (2 bytes, hereinafter referred to as H).
It is used in data processing devices that process variable-length instructions in units (referred to as W).

なお、データ処理装置には、例えば第3図に示すように
、装置外部のメモリまたは命令キャッシュから命令をフ
ェッチする命令フェッチ部、フェッチされた命令を解読
する命令デコード部、命令の指示する動作を行う命令実
行部を持ち、命令キュー1は命令フェッチ部と命令デコ
ード部の間に位置し、命令フェッチ部から命令デコード
部へ転送される命令のバッファリングを行う。命令はメ
モリアドレスのワード(4バイト)またはHW境界から
書かれている。
Note that, as shown in FIG. 3, for example, the data processing device includes an instruction fetch unit that fetches instructions from a memory or an instruction cache external to the device, an instruction decode unit that decodes the fetched instructions, and an instruction decode unit that performs operations instructed by the instructions. The instruction queue 1 is located between the instruction fetch section and the instruction decode section, and buffers the instructions transferred from the instruction fetch section to the instruction decode section. Instructions are written from a word (4 bytes) of memory address or HW boundary.

以下、命令フェッチ部のデータ処理について説明する。The data processing of the instruction fetch section will be explained below.

命令フェッチ部はメモリまたは命令キャッシュのワード
境界からワード単位で命令コードをフェッチし命令キュ
ー1に入力する。入力の際、命令キュー1に対して制御
信号QINを出力する。分岐命令直後の命令コードの先
頭がワード境界にない場合は、命令フェッチ部は命令キ
ュー1に制御信号JMPHWを出力し、1ワードの命令
コード内のHWが無効であることを知らせる。命令実行
部が分岐命令を実行した時、命令デコード部で分岐命令
と判断した時、またはリセット後に、命令フェッチ部は
命令キュー1に対してキュークリア制御信号QCLRを
出力する。命令キュー1は後述の命令キュー1内の命令
コードの残量を示す制御信号QFULL、QEMPO,
QEMPIを出力する。制御信号QEMPO,QEMP
Iは命令デコード部に出力され、これを受けて命令デコ
ード部は命令キュー1へ命令コードの使用量を示す制御
信号QINCI、QINC2を返送する。制御信号QI
NCIは命令コードをHW分使用したことを示し、制御
信号QINC2は命令コードをワード分使用したことを
示す。また、命令キュー1は命令フェッチ部に対して制
御信号QFULLを出力する。この信号が有効の間、命
令フェッチ部は命令キュー1への命令コードの転送を停
止する。
The instruction fetch unit fetches an instruction code word by word from the word boundary of the memory or instruction cache and inputs it to the instruction queue 1. At the time of input, a control signal QIN is output to the instruction queue 1. If the beginning of the instruction code immediately after the branch instruction is not on a word boundary, the instruction fetch unit outputs a control signal JMPHW to the instruction queue 1 to notify that the HW in the one-word instruction code is invalid. When the instruction execution section executes a branch instruction, when the instruction decoding section determines that it is a branch instruction, or after reset, the instruction fetch section outputs a queue clear control signal QCLR to the instruction queue 1. The instruction queue 1 receives control signals QFULL, QEMPO,
Output QEMPI. Control signals QEMPO, QEMP
I is output to the instruction decoding section, and in response to this, the instruction decoding section returns control signals QINCI and QINC2 indicating the amount of instruction code used to the instruction queue 1. Control signal QI
NCI indicates that HW's worth of instruction code has been used, and control signal QINC2 indicates that word's worth of instruction code has been used. Further, the instruction queue 1 outputs a control signal QFULL to the instruction fetch section. While this signal is valid, the instruction fetch section stops transferring the instruction code to the instruction queue 1.

第3図は従来の命令キュー1の構成を説明するブロック
図であり、第4図に示すタイミングチャートを参照しな
がら構成ならびに動作について説明する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the conventional instruction queue 1, and the configuration and operation will be explained with reference to the timing chart shown in FIG. 4.

図において、1は命令キュー 2はキューメモリで、H
WX8エントリの容量を持つ。入力はワード境界からワ
ード単位で行われ、出力はHW境界からHWまたはワー
ド単位で行われる。3は2ビツト構成の入力ポインタで
、次に命令コードを格納するキューメモリ2のエントリ
をワード単位で指示する。入力ポインタ値は「0」から
「3」の値がとれ、「3」からrOJヘラツブアラウン
ドする。また、入力ポインタ値は「0」クリア、「1」
インクリメントできる。入力ポインタ値が「0」、「1
」、「2J、「3」の時、それぞれキューメモリ2のエ
ントリ1と2.エントリ3と4、エントリ5と6.エン
トリ7と8を指示する。
In the figure, 1 is an instruction queue, 2 is a queue memory, and H
It has a capacity of WX8 entries. Input is performed in word units from word boundaries, and output is performed in HW or word units from HW boundaries. Reference numeral 3 denotes a 2-bit input pointer which indicates the entry of the queue memory 2 in which the next instruction code is to be stored in units of words. The input pointer value takes a value from "0" to "3", and rOJ heave around from "3". In addition, the input pointer value is cleared to "0" and "1"
Can be incremented. If the input pointer value is "0" or "1"
”, “2J,” and “3”, entries 1 and 2 of queue memory 2 are respectively entered. Entries 3 and 4, entries 5 and 6. Point to entries 7 and 8.

4は3ビツト構成の出力ポインタで、次に出力する命令
コードが格納されているキューメモリ2のエントリ位置
をHW単位で指示する。出力ポインタ値は「O」から「
7」の値がとれ、「7」からrQJヘラツブアラウンド
する。出力ポインタ値は、「O」クリア、「1」インク
リメント、「2」インクリメント可能である。出力ポイ
ンタ値が「O」から「7」の時、それぞれキューメモリ
2のエントリ1からエントリ8を示す。この出力ポイン
タ(PO)4の指示するキューメモリ2のエントリとこ
れに引き続(エントリに格納された計1ワード分の命令
コードが命令デコード部へ出力される。5はカウンタ部
で、キューメモリ2内の有効な命令コード量をHW単位
で計数し、カウンタ値によって後述の命令キューの状態
を示す制御信号を出力する。カウンタはrOJクリア。
A 3-bit output pointer 4 indicates the entry position of the queue memory 2 in which the next instruction code to be output is stored in units of HW. The output pointer value ranges from "O" to "
The value of ``7'' is taken, and rQJ slashes around from ``7''. The output pointer value can be cleared by "O", incremented by "1", or incremented by "2". When the output pointer values are from "O" to "7", they indicate entries 1 to 8 of the queue memory 2, respectively. The entry in the queue memory 2 pointed to by the output pointer (PO) 4 and the instruction code for a total of one word stored in the entry are output to the instruction decoding section. 5 is a counter section; The amount of valid instruction codes in 2 is counted in HW units, and a control signal indicating the state of the instruction queue, which will be described later, is output based on the counter value.The counter is cleared by rOJ.

「1」インクリメント、「2」インクリメント。"1" increment, "2" increment.

「1」ディクリメント、「2」ディクリメントでき、カ
ウンタ値は「0」から「8」までの値がとれる。
It can be decremented by "1" or "2", and the counter value can take values from "0" to "8".

カウンタ部5はカウンタ値がrOJの時、キューエンプ
ティQEMPOを、カウンタ部5はカウンタ値が「1」
の時、キューエンプティQEMP1を、カウンタ部5は
カウンタ値が「7」または「8」の時、キューフル信(
制御信号)号QFULLを出力する。キューエンプティ
(制御信号)信号QEMPO,QEMPIは命令デコー
ド部と後述の命令キュー制御部6へ出力され、キューフ
ル信号QFULLは命令フェッチ部へ出力される。6は
命令キュー制御部で、命令フェッチ部からの制御信号Q
IN、QCLR,JMPHW、命令デコード部からの制
御信号QINCI、QINC2およびカウンタ部5から
の制御信号QEMPO,QEMPIを受けて入力ポイン
タ3.出カポインタ4.カウンタ部5のカウンタの値の
制御およびキューメモリ2の入出力制御を行う。
The counter unit 5 outputs a queue empty QEMPO when the counter value is rOJ, and the counter unit 5 outputs a queue empty QEMPO when the counter value is “1”.
When the counter value is "7" or "8", the counter section 5 transmits the queue empty signal (QEMP1).
A control signal QFULL is output. Queue empty (control signal) signals QEMPO and QEMPI are output to an instruction decoding section and an instruction queue control section 6 to be described later, and a queue full signal QFULL is output to an instruction fetch section. 6 is an instruction queue control unit, which receives a control signal Q from the instruction fetch unit.
IN, QCLR, JMPHW, receiving control signals QINCI, QINC2 from the instruction decoding section and control signals QEMPO, QEMPI from the counter section 5, input pointer 3. Output pointer 4. It controls the counter value of the counter section 5 and the input/output of the queue memory 2.

なお、上記データ処理装置では、ノンオーバーラツプの
2相クロックφ1.φ2に同期して動作する。キューメ
モリ2への命令コードの書込みと読出しはクロックφ1
のタイミングで行われる。
Note that in the above data processing device, a non-overlapping two-phase clock φ1. Operates in synchronization with φ2. Writing and reading of the instruction code to queue memory 2 is done using clock φ1.
It will be done at the timing of.

入力ポインタ3.出カポインタ4.カウンタ部5のカウ
ンタ値はクロックφ2で変化する。制御信号QCLR,
QINCI、QINC2,QEMPO,QEMPI、Q
FULLはクロックφ1に同期する信号で、制御信号Q
INはクロックφ2に同期する信号である。
Input pointer 3. Output pointer 4. The counter value of the counter section 5 changes with the clock φ2. control signal QCLR,
QINCI, QINC2, QEMPO, QEMPI, Q
FULL is a signal synchronized with clock φ1, and control signal Q
IN is a signal synchronized with clock φ2.

命令キュー制御部6は制御信号QCLRが有効になると
、次のクロックφ2で入力ポインタ3゜出力ポインタ4
.カウンタ部5のカウンタ値を「0」クリアする。
When the control signal QCLR becomes valid, the instruction queue control unit 6 changes the input pointer 3° and the output pointer 4 at the next clock φ2.
.. The counter value of the counter section 5 is cleared to "0".

制御信号QINが入力されると、次のクロックφlで入
力ポインタ3の指示するキューメモリ2に命令コードを
書き込み、次のクロックφ2で入力ポインタ値を「1」
インクリメントする。制御信号QINCIが入力される
と、次のクロックφ2で出力ポインタ4の値を「1」イ
ンクリメントし、制御信号QINC2が入力されると、
次のクロックφ2で出力ポインタ4の値を「2」インク
リメントする。また、制御信号QINの入力された次の
クロックφ2でカウンタ部5のカウンタの値をr+24
、制御信号QINCIの入力された次のクロックφ2で
「−1」、制御信号QINC2の入力された次のクロッ
クφ2で「−2」する。
When the control signal QIN is input, the instruction code is written to the queue memory 2 pointed by the input pointer 3 at the next clock φl, and the input pointer value is set to "1" at the next clock φ2.
Increment. When the control signal QINCI is input, the value of the output pointer 4 is incremented by "1" at the next clock φ2, and when the control signal QINC2 is input,
The value of the output pointer 4 is incremented by "2" at the next clock φ2. In addition, the value of the counter of the counter section 5 is changed to r+24 at the next clock φ2 to which the control signal QIN is input.
, "-1" at the next clock φ2 to which the control signal QINCI is input, and "-2" at the next clock φ2 to which the control signal QINC2 is input.

次に、命令キュー1の動作を第4図のタイミングチャー
トに従って説明する。
Next, the operation of the instruction queue 1 will be explained according to the timing chart of FIG.

先ず、クロックφ1に同期して制御信号QCLRが有効
になった次のクロックφ2で入力ポインタ3.出カポイ
ンタ4.カウンタ部5のカウンタの値をrOJクリアす
る。
First, in synchronization with clock φ1, the input pointer 3. Output pointer 4. The counter value of the counter section 5 is cleared by rOJ.

この時、入力ポインタ3は次に命令コードを書き込むキ
ューメモリ2のエントリ1とエントリ2を指示し、出力
ポインタ4はエントリ1を指示する。
At this time, the input pointer 3 points to entries 1 and 2 of the queue memory 2 where the instruction code will be written next, and the output pointer 4 points to entry 1.

この時、カウンタ値がrOJのため次のクロックφ2で
制御信号QEMPOが有効、制御信号QEMPIと制御
信号QFULLが無効になる。制御信号QEMPOが有
効になったことにより、命令デコード部は、命令キュー
1内に命令コードが存在しないことを認識する。次のク
ロックψ2で制御信号QCQINが有効になり、次のク
ロックφ1で1ワードの命令コードが命令フェッチ部か
ら命令キュー1に転送され、キューメモリ2の入力ポイ
ンタ3の指示するエントリ1.エントリ2に書き込まれ
る。次のクロックφ2で入力ポインタ3の値を1インク
リメントし、次に命令コードが入力されるキューメモリ
2のエントリ3とエントリ4を指示させるとともに、命
令コードが1ワ一ド分入力されたことを示すためカウン
タ部5のカウンタ値を「+2」する。次のクロックφ1
で出力ポインタ4の示すキューメモリ2のエントリ1と
そのエントリ1に引き続くエントリ2に格納されている
命令コードを命令デコード部に出力する。同じクロック
φ1でカウンタ値が「2」になったのを反映して制御信
号QEMPOが無効となる。これを受けて命令デコード
部は制御信号QINCIを返送し、このクロックφ1で
HWの命令コードをデコードしたことを知らせる。制御
信号QINCIの返送により命令コードがHW使用され
たと判断し、次のクロックφ2で出力ポインタ4の値を
1インクリメントして次に命令デコード部へ出力する命
令コードが存在するエントリ2を指示させるとともに、
カウンタ部5のカウンタ値をr−IJL、、キューメモ
リ2内の有効命令コード数がHWであることを示す。こ
こでは、同じクロックφ2で制御信号QINが有効とな
る。次のクロックφ1でカウンタ値が「1」であること
を示す制御信号QEMPIを有効にする。第2の制御信
号QINを受けてクロックφ1で命令フェッチ部から転
送された1ワードの命令コードが入力ポインタ3の示す
キューメモリ2のエントリ3とエントリ4に書き込まれ
る。次のクロックφ2で入力ポインタ3を1インクリメ
ントし次にキューメモリ2に命令コードを書き込むエン
トリ5とエントリ6を指示させるとともに、カウンタ部
5のカウンタ値を「+2」する。次のクロックφ1でカ
ウンタ値が「3」となったのを受けて制御信号QEMP
 1が無効になり、1ワ一ド以上の命令コードが命令キ
ュー1に存在することを命令デコード部へ知らせる。こ
れを受けて命令デコード部は同じクロックφ1で1ワ一
ド分の命令コードをデコードする制御信号QINC2を
返送する。次のクロックφ2で出力ポインタ4の値を「
2」インクリメントし次に出力する命令コードの存在す
るキューメモリ2のエントリ4を示すようにするととも
に、カウンタ値は前のクロックφ1でキューメモリ2か
ら1ワードの命令コードを出力したため、「−2コされ
て「1」となる。これを受けて次のクロックφ1で制御
信号QEMP 1が有効となる。
At this time, since the counter value is rOJ, the control signal QEMPO becomes valid and the control signal QEMPI and the control signal QFULL become invalid at the next clock φ2. Since the control signal QEMPO becomes valid, the instruction decoding section recognizes that no instruction code exists in the instruction queue 1. At the next clock ψ2, the control signal QCQIN becomes valid, and at the next clock φ1, one word of instruction code is transferred from the instruction fetch unit to the instruction queue 1, and the entry 1.0 indicated by the input pointer 3 of the queue memory 2 is transferred. Written to entry 2. At the next clock φ2, the value of the input pointer 3 is incremented by 1, and the entry 3 and entry 4 of the queue memory 2 to which the next instruction code is input are indicated, and the input of one word of the instruction code is indicated. In order to indicate this, the counter value of the counter section 5 is incremented by "+2". Next clock φ1
Then, the instruction code stored in the entry 1 of the queue memory 2 indicated by the output pointer 4 and the entry 2 following the entry 1 is output to the instruction decoding section. Reflecting the fact that the counter value becomes "2" at the same clock φ1, the control signal QEMPO becomes invalid. In response to this, the instruction decoding section returns a control signal QINCI to notify that the instruction code of the HW has been decoded using this clock φ1. When the control signal QINCI is returned, it is determined that the instruction code has been used in HW, and at the next clock φ2, the value of the output pointer 4 is incremented by 1, and the entry 2 in which the instruction code to be output to the instruction decoding section is located is pointed to. ,
The counter value of the counter unit 5 is r-IJL, and the number of valid instruction codes in the queue memory 2 is HW. Here, the control signal QIN becomes valid with the same clock φ2. At the next clock φ1, the control signal QEMPI indicating that the counter value is "1" is enabled. In response to the second control signal QIN, the 1-word instruction code transferred from the instruction fetch unit at clock φ1 is written to entry 3 and entry 4 of queue memory 2 indicated by input pointer 3. At the next clock φ2, the input pointer 3 is incremented by 1, and then the queue memory 2 is instructed to write an instruction code into entries 5 and 6, and the counter value of the counter unit 5 is incremented by 2. In response to the counter value becoming "3" at the next clock φ1, the control signal QEMP is
1 becomes invalid and notifies the instruction decoding unit that an instruction code of one word or more is present in instruction queue 1. In response to this, the instruction decoding section returns a control signal QINC2 for decoding one word worth of instruction code using the same clock φ1. At the next clock φ2, the value of output pointer 4 is changed to “
2" is incremented to indicate entry 4 of queue memory 2 where the instruction code to be output next exists, and the counter value is "-2" because a 1-word instruction code was output from queue memory 2 at the previous clock φ1. It becomes "1". In response to this, the control signal QEMP 1 becomes valid at the next clock φ1.

[発明が解決しようとする課題] このように従来の命令キュー1は、命令フェッチ部から
命令デコード部への命令コードの転送に対して緩衝作用
を期待して配置されるが、上述のように従来の命令キュ
ー1は命令フェッチ部が出力した命令コードを一旦格納
した後、命令デコード部へ出力するため、命令キュー1
内に有効な命令コードが全くない場合や、命令デコード
部が要求する語長より少ない場合は命令の転送が遅れて
しまうという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the conventional instruction queue 1 is arranged with the expectation of buffering the transfer of instruction codes from the instruction fetch section to the instruction decoding section. The conventional instruction queue 1 stores the instruction code output by the instruction fetch section and then outputs it to the instruction decoding section.
There is a problem in that the transfer of instructions is delayed if there is no valid instruction code in the instruction code or if the word length is less than the word length required by the instruction decoding section.

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、命令キュー内に有効な命令コードがない場合や有
効な命令コードが命令デコード部の要求する語長より少
ない場合に、命令フェッチ部から送出された命令コード
を命令キューに格納するとともに、命令デコード部へも
バイパス転送可能な命令キューを得ることを目的とする
This invention was made to solve the above problems, and when there is no valid instruction code in the instruction queue or when the valid instruction code is less than the word length required by the instruction decoding section, the instruction fetch It is an object of the present invention to provide an instruction queue which stores instruction codes sent from a section in an instruction queue and which can also be bypass-transferred to an instruction decoding section.

[課題を解決するための手段] この発明に係る命令キューは、第1の語長を基本単位と
する可変長命令を複数の第1の語長よりなる第2の語長
を単位として格納して第1または第2の語長を単位とし
て読み出す記憶手段と、記憶手段に接続された第2の語
長幅をもつ入力バスと、記・1手段に接続された第2の
語長幅をもつ出力バスと、この出力バスと入力バスに接
続され、記憶手段内に有効な可変長命令が存在しない時
、第2の語長の可変長命令の前記出力バスへバイパス転
送し、記憶手段内に有効な1つの第1の語長の可変長命
令が存在するとき、入力バス上の記憶手段内の第1の語
長の可変長命令に引き続く、第2の語長の可変長命令の
一部を、記憶手段から有効な第1の語長の可変長命令を
読み出すと同時に出力バスに転送する転送手段とを設け
たものである。
[Means for Solving the Problems] An instruction queue according to the present invention stores variable-length instructions whose basic unit is a first word length, and whose unit is a second word length consisting of a plurality of first word lengths. a storage means for reading the first or second word length as a unit; an input bus connected to the storage means having a second word length width; and a second word length width connected to the storage means; is connected to the output bus and the input bus, and when there is no valid variable length instruction in the storage means, the variable length instruction of the second word length is bypass-transferred to the output bus, and the output bus is connected to the input bus. When there is one first word length variable length instruction valid in the input bus, one of the second word length variable length instructions following the first word length variable length instruction in the storage means on the input bus. and transfer means for reading out the effective variable length instruction of the first word length from the storage means and transferring it to the output bus at the same time.

[作用] この発明においては、転送手段は、入力バスと出力バス
に接続され、記憶手段内に有効な可変長命令が存在しな
い時、入力バス上の第2の語長の可変長命令を出力バス
にバイパス転送し、記憶手段内に有効な1つの第1の語
長の可変長命令が存在する時、記憶手段内の第1の語長
の可変長命令に引き続く入力バス上の第2の語長の可変
長命令の一部を記憶手段から有効な第1の語長の可変長
命令を読み出すと同時に出力バスに転送させる。
[Operation] In this invention, the transfer means is connected to the input bus and the output bus, and when there is no valid variable length instruction in the storage means, outputs the variable length instruction of the second word length on the input bus. When there is a valid first word length variable length instruction in the storage means, a second word length instruction on the input bus following the first word length variable length instruction in the storage means is bypass transferred to the input bus. A part of the word length variable length instruction is transferred to the output bus at the same time as a valid first word length variable length instruction is read from the storage means.

[実施例] 第1図はこの発明の一実施例を示す命令キューの構成を
説明するブロック図であり、第3図と同一のものには同
じ符号を付しである。
[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram illustrating the structure of an instruction queue showing an embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG. 3 are given the same reference numerals.

図において、1は命令キュー 2はキューメモリで、H
WX8エントリの容量を持つ。入力はワード境界からワ
ード単位で行われ、出力はHW境界からHWまたはワー
ド単位で行われる。
In the figure, 1 is an instruction queue, 2 is a queue memory, and H
It has a capacity of WX8 entries. Input is performed in word units from word boundaries, and output is performed in HW or word units from HW boundaries.

3は2ビツト構成の入カポインクで、次に命令コードを
格納するキューメモリ2のエントリをワード単位で指示
する。入力ポインタ値はrOJから「3」の値がとれ、
「3」から「0」へラップアラウンドする。また、入力
ポインタ値は「0」クリア、「1」インクリメントでき
る。入力ポインタ値が「O」、「l」、「2」、「3」
の時、それぞれキューメモリ2のエントリ1と22.エ
ントリ3と4.エントリ5と6.エントリ7と8を指示
する。
Reference numeral 3 is a 2-bit input point ink, which instructs the entry of the queue memory 2 in which the next instruction code is to be stored in units of words. The input pointer value takes the value "3" from rOJ,
Wraps around from "3" to "0". Furthermore, the input pointer value can be cleared to "0" and incremented by "1". Input pointer value is "O", "l", "2", "3"
, entries 1 and 22 . of queue memory 2 respectively. Entries 3 and 4. Entries 5 and 6. Point to entries 7 and 8.

4は3ビツト構成の出力ポインタで、次に出力する命令
コードが格納されているキューメモリ2のエントリ位置
をHW単位で指示する。出力ポインタ値が「0」から「
7」の値がとれ、「7」からrOJへラップアラウンド
する。出力ポインタ値は、「0」クリア、「1」インク
リメント。
A 3-bit output pointer 4 indicates the entry position of the queue memory 2 in which the next instruction code to be output is stored in units of HW. The output pointer value changes from "0" to "
It takes a value of ``7'' and wraps around from ``7'' to rOJ. The output pointer value is cleared to "0" and incremented by "1".

「2」インクリメント可能である。出力ポインタ値がr
OJから「7」の時、それぞれキューメモリ2のエント
リ1からエントリ8を示す。この出力ポインタ(PO)
4の指示するキューメモリ2のエントリとこれに引き続
くエントリに格納された計1ワード分の命令コードが命
令デコード部へ出力される。
It can be incremented by "2". The output pointer value is r
When OJ is "7", entries 1 to 8 of the queue memory 2 are respectively indicated. This output pointer (PO)
A total of one word of instruction codes stored in the entry of the queue memory 2 indicated by No. 4 and the subsequent entry are output to the instruction decoding section.

5はカウンタ部で、キューメモリ2内の有効な命令コー
ド量をHW単位で計数し、カウンタ値によって後述の命
令キュー1の状態を示す制御信号を出力する。カウンタ
はrOJクリア、「1」インクリメント、「2」インク
リメント、「1」ディクリメント、「2」ディクリメン
トでき、カウンタ値は「0」から「8」までの値がとれ
る。
A counter section 5 counts the amount of valid instruction codes in the queue memory 2 in HW units, and outputs a control signal indicating the state of the instruction queue 1, which will be described later, based on the counter value. The counter can be cleared by rOJ, incremented by "1", incremented by "2", decremented by "1", and decremented by "2", and the counter value can take values from "0" to "8".

カウンタ部5はカウンタ値がrOJの時、キューエンプ
ティQEMPOを、カウンタ部5はカウンタ値がrlJ
の時、キューエンプティQEMP1を、カウンタ部5は
カウンタ値が「7」または「8」の時、キューフル信号
QFULLを出力する。ただし、制御信号QEMPO,
QEMPIは、制御信号QINが入力されると、後述の
命令キュー制御部6によりカウンタ値の「0」。
The counter unit 5 outputs a queue empty QEMPO when the counter value is rOJ, and the counter unit 5 outputs a queue empty QEMPO when the counter value is rOJ.
When , the counter section 5 outputs a queue empty signal QEMP1, and when the counter value is "7" or "8", the counter section 5 outputs a queue full signal QFULL. However, the control signal QEMPO,
QEMPI is set to a counter value of "0" by an instruction queue control unit 6, which will be described later, when the control signal QIN is input.

「1」に関わらず1クロック間キャンセルされる。It is canceled for one clock regardless of "1".

7はバイパス手段を構成するバイパス回路で、一方が入
カバスフaに接続され、他方が出カバスフbに接続され
、キューメモリ2に命令コードが全く存在しない時に入
力バスフa上の第2の語長(この実施例では32ビツト
)の可変長命令を出カバスフbに第2の語長としてバイ
パス転送するとともに、キューメモリ2に命令コードが
1つ存在する場合には、キューメモリ2に書込まれた命
令コードに引き続<HWの命令コードを同時に出カバス
フbに転送する。 キューエンプティ信号QEMPO,
QEMPIは命令デコード部と後述の命令キュー制御部
6へ出力され、キューフル信号QFULLは命令フェッ
チ部へ出力される。6は命令キュー制御部で、命令フェ
ッチ部からの制御信号QIN、QCLR,JMPHW、
命令デコード部からの制御信号QINCI、QINC2
およびカウンタ部5からの制御信号QEMPO,QEM
PIを受けて入力ポインタ3.出カポインタ4、カウン
タ部5のカウンタの値の制御およびキューメモリ2の入
出力制御を行う。
Reference numeral 7 denotes a bypass circuit constituting a bypass means, one of which is connected to input bus flow a and the other connected to output bus flow b, and when there is no instruction code in queue memory 2, the second word length on input bus flow a is connected. A variable length instruction (32 bits in this embodiment) is bypass-transferred to output bus buffer b as the second word length, and if one instruction code exists in queue memory 2, it is written to queue memory 2. Following the instruction code <HW, the instruction code <HW is simultaneously transferred to the output bus b. Queue empty signal QEMPO,
QEMPI is output to an instruction decode unit and an instruction queue control unit 6, which will be described later, and a queue full signal QFULL is output to an instruction fetch unit. 6 is an instruction queue control unit which receives control signals QIN, QCLR, JMPHW,
Control signals QINCI and QINC2 from the instruction decoding section
and control signals QEMPO and QEM from the counter section 5
Receive PI and input pointer 3. It controls the output pointer 4, the counter value of the counter section 5, and the input/output control of the queue memory 2.

なお、上記命令キュー1を備えたデータ処理装置では、
ノンオーバーラツプの2相クロツクφ1、φ2に同期し
て動作する。キューメモリ2への命令コードの書込みと
読出しはクロックφ1のタイミングで行われる。入力ポ
インタ3.出カポインタ4.カウンタ部5のカウンタ値
はクロックφ2で変化する。制御信号QCLR,QIN
C1、QINC2,QEMPO,QEMPI、QFIL
Lはクロックφ1に同期する信号で、制御信号QINは
クロックφ2に同期する信号である。
In addition, in the data processing device equipped with the above-mentioned instruction queue 1,
It operates in synchronization with non-overlapping two-phase clocks φ1 and φ2. Writing and reading of instruction codes to and from the queue memory 2 are performed at the timing of clock φ1. Input pointer 3. Output pointer 4. The counter value of the counter section 5 changes with the clock φ2. Control signal QCLR, QIN
C1, QINC2, QEMPO, QEMPI, QFIL
L is a signal synchronized with clock φ1, and control signal QIN is a signal synchronized with clock φ2.

このように構成された命令キュー1において、転送手段
となるバイパス回路7(この実施例においては、入カバ
スフaと出カバスフbに接続される)は、記憶手段とな
る命令キュー1内に有効な可変長命令が存在しない時、
入力バスフa上の第2の語長の可変長命令を出カバスフ
bにバイパス転送し、命令キュー1内に有効な1つの第
1の語長の可変長命令が存在する時、記憶手段内の第1
の語長の可変長命令に引き続(入力バスフa上の第2の
語長の可変長命令の一部を、記憶手段から有効な第1の
語長の可変長命令を読み出すと同時に出カバスフbに転
送させる。
In the instruction queue 1 configured in this way, the bypass circuit 7 (in this embodiment, connected to the input bus a and the output bus b) serving as a transfer means stores valid information in the instruction queue 1 serving as a storage means. When there are no variable length instructions,
When a variable-length instruction with a second word length on input bus a is bypass-transferred to output bus b, and there is one valid variable-length instruction with a first word length in instruction queue 1, the instruction in the storage means is 1st
Subsequently to the variable-length instruction with the word length of Transfer to b.

具体的には、命令キュー制御部6は、制御信号QCLR
が有効になると、次のクロックφ2で入力ポインタ3.
出カポインタ4.カウンタ部5のカウンタ値をrOJク
リアする。制御信号QINが入力されると、次のクロッ
クφ1で入力ポインタ3の指示するキューメモリ2に命
令コードを書き込み、次のクロックφ2で入力ポインタ
値を「1」インクリメントする。制御信号QINCIが
入力されると、次のクロックφ2で出力ポインタ4の値
を「1」インクリメントし、制御信号QINC2が入力
されると、次のクロックφ2で出力ポインタ4の値を「
2」インクリメントする。
Specifically, the instruction queue control unit 6 uses the control signal QCLR
becomes valid, the input pointer 3. is activated at the next clock φ2.
Output pointer 4. The counter value of the counter section 5 is cleared rOJ. When the control signal QIN is input, an instruction code is written into the queue memory 2 pointed by the input pointer 3 at the next clock φ1, and the input pointer value is incremented by "1" at the next clock φ2. When the control signal QINCI is input, the value of the output pointer 4 is incremented by "1" at the next clock φ2, and when the control signal QINC2 is input, the value of the output pointer 4 is incremented by "1" at the next clock φ2.
2” increment.

また、制御信号QINの入力された次のクロックφ2で
カウンタ部5のカウンタの値を「+2」、制御信号QI
NCIの入力された次のクロックφ2でr−IJし、制
御信号QINC2の入力された次のクロックφ2で「−
2」する。ただし、該当するクロックφ2のタイミング
で制御信号QINと制御信号QINCIが同時に有効の
時は、カウンタ値をr+IJl、、制御信号QINと制
御信号QINC2が同時に有効の時は、カウンタ値は変
更しない。
Also, at the next clock φ2 to which the control signal QIN is input, the counter value of the counter section 5 is set to "+2", and the control signal QI
r-IJ at the next clock φ2 inputted from NCI, and "--IJ" at the next clock φ2 inputted from control signal QINC2.
2”. However, when the control signal QIN and the control signal QINCI are valid at the same time at the timing of the corresponding clock φ2, the counter value is changed to r+IJl, and when the control signal QIN and the control signal QINC2 are valid at the same time, the counter value is not changed.

次に、第2図を参照しながら第1図の命令キュー1の動
作について説明する。
Next, the operation of the instruction queue 1 shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIG.

先ず、クロックφ1に同期して制御信号QCLRが有効
になった次のクロックφ2で入力ポインタ3.出カポイ
ンタ4.カウンタ部5のカウンタ値をrOJクリアする
。この時、入力ポインタ3は命令コードを書き込むキュ
ーメモリ2のエントリ1とエントリ2を指示し、出力ポ
インタ4はエントリ1を指示する。この時、カウンタ値
がrOJのため、次のクロックφ2で制御信号QEMP
Oが有効、制御信号QEMP 1と制御信号QFULL
が無効になる。制御信号QEMPOが有効になったこと
により、命令デコード部は命令キュー1内に命令コード
が存在しないことを認識する。次のクロックφ2で制御
信号QINが有効になり、次のクロックφ1で1ワード
の命令コードが命令フェッチ部から命令キュー1に転送
され、キューメモリ2の入力ポインタ3の指示するエン
ドす1.エントリ2に命令コードを書き込む。このクロ
ックφ1で制御信号QEMPOを無効にし、命令デコー
ド部に対して命令コードの存在を示すとともに、バイア
ス回路7を有効にし、命令コードを命令デコード部へ転
送する。命令デコード部は、制御信号QEMPOが無効
になったのを受けて、制御信号QINCIを返送し、こ
のクロックφ1でHWの命令コードのデコードを行った
ことを知らせる。
First, in synchronization with clock φ1, the input pointer 3. Output pointer 4. The counter value of the counter section 5 is cleared rOJ. At this time, the input pointer 3 points to entries 1 and 2 of the queue memory 2 into which the instruction code is written, and the output pointer 4 points to entry 1. At this time, since the counter value is rOJ, the control signal QEMP is output at the next clock φ2.
O is valid, control signal QEMP 1 and control signal QFULL
becomes invalid. Since the control signal QEMPO becomes valid, the instruction decoding section recognizes that no instruction code exists in the instruction queue 1. At the next clock φ2, the control signal QIN becomes valid, and at the next clock φ1, one word of instruction code is transferred from the instruction fetch section to the instruction queue 1, and the end point 1. Write the instruction code to entry 2. This clock φ1 invalidates the control signal QEMPO to indicate the existence of the instruction code to the instruction decoding section, and also enables the bias circuit 7 to transfer the instruction code to the instruction decoding section. In response to the control signal QEMPO becoming invalid, the instruction decoding section returns a control signal QINCI to notify that the instruction code of the HW has been decoded using this clock φ1.

次のクロックφ2で入力ポインタ3の値を「1」インク
リメントし、次に命令コードを書き込むキューメモリ2
のエントリをエントリ3.エントリ4に変更するととも
に、出力ポインタ4の値を「1」インクリメントして次
に命令デコード部へ出力する命令コードが存在するエン
トリ2を指示させる。
At the next clock φ2, the value of input pointer 3 is incremented by "1", and the next instruction code is written to queue memory 2.
The entry for entry 3. At the same time, the value of the output pointer 4 is incremented by "1" to point to the entry 2 in which the instruction code to be outputted to the instruction decoding section next exists.

また、カウンタ部5のカウンタ値を「+1」とし、キュ
ーメモリ2内の有効命令コード数がHWであることを示
す。次のクロックφ1でカウンタ値が「1」であること
を示す制御信号QEMP 1を有効にする。クロックφ
2に同期して第2の制御信号QINが入力されると、次
のクロックφ1で命令フェッチ部から1ワードの命令コ
ードが命令キュー1に転送され、入力ポインタ3の指示
するキューメモリ2のエントリ3.エントリ4に書き込
まれる。このクロックφ1で出力ポインタ4の指示する
キューメモリ2のエントリ2からカウンタ値「1」に示
されるHWの命令コードと、バイパス回路7を経由した
エントリ2の命令コードに引き続<HWの命令コードの
計1ワードが命令デコーダに転送されるとともに、制御
信号QEMP1を無効にし、■ワード以上の命令コード
が命令キュー1に存在することを命令デコード部へ知ら
せる。これを受けて命令デコード部は1ワ一ド分の命令
コードをデコードする制御信号QINC2を返送する。
Further, the counter value of the counter unit 5 is set to "+1", indicating that the number of valid instruction codes in the queue memory 2 is HW. At the next clock φ1, the control signal QEMP 1 indicating that the counter value is "1" is enabled. clock φ
When the second control signal QIN is input in synchronization with 2, one word of instruction code is transferred from the instruction fetch unit to the instruction queue 1 at the next clock φ1, and the entry of the queue memory 2 pointed to by the input pointer 3 is transferred to the instruction queue 1. 3. Written to entry 4. At this clock φ1, the HW instruction code indicated by the counter value "1" from the entry 2 of the queue memory 2 indicated by the output pointer 4, and the instruction code of the entry 2 via the bypass circuit 7, the <HW instruction code A total of one word is transferred to the instruction decoder, and the control signal QEMP1 is invalidated to inform the instruction decoding section that an instruction code of Ⅰ words or more exists in the instruction queue 1. In response to this, the instruction decoding section returns a control signal QINC2 for decoding one word worth of instruction code.

次のクロックφ2で入力ポインタ3の値を「1」インク
リメントし、次に入力されるキューメモリ2のエントリ
をエントリ5.エントリ6とするとともに、出力ポイン
タ4の値を2インクリメントし、次に出力する命令コー
ドの存在するキューメモリ2のエントリ4を示すように
する。また、カウンタ値は、手前のクロックφ1でキュ
ーメモリ2に対して命令コードの入出力がともに1ワー
ドのため「1」のまま変化しない。
At the next clock φ2, the value of the input pointer 3 is incremented by "1", and the next input entry of the queue memory 2 is set to entry 5. At the same time, the value of the output pointer 4 is incremented by 2 to point to the entry 4 of the queue memory 2 where the instruction code to be output next exists. Further, the counter value remains at "1" and does not change because the input and output of the instruction code to and from the queue memory 2 are both 1 word at the previous clock φ1.

このように、キューメモリ2と並列にバイパス回路7を
配置して、命令フェッチ部からワード単位で命令キュー
1に転送される1ワードの命令コ−ドを、−旦キューメ
モリ2に格納した後、命令デコード部へ送出するのでな
く、キューメモリ2内の有効な命令コードが「0」の時
全部、有効な命令コードがHWの時は引き続<HWを直
接命令デコーダへ転送する。
In this way, the bypass circuit 7 is placed in parallel with the queue memory 2, and the one-word instruction code transferred from the instruction fetch unit to the instruction queue 1 in units of words is stored in the queue memory 2 once. , instead of sending it to the instruction decoding section, when the valid instruction code in the queue memory 2 is "0", all <HW> is directly transferred to the instruction decoder when the valid instruction code is HW.

なお、上記実施例では32ビツトを第2の語長幅とする
命令キュ〜1を例にして説明したが、このビット幅の命
令キュー1に限定されることはなく、その他のビット幅
を第2の語長幅とする命令キューにも容易に適用できる
In the above embodiment, instruction queue 1 having a second word length width of 32 bits was explained as an example, but the instruction queue 1 is not limited to this bit width, and other bit widths may be used as the second word length width. It can also be easily applied to an instruction queue with a word length width of 2.

〔発明の効果] 以上説明したように、この発明は第1の語長を基本単位
とする可変長命令を複数の第1の語長よりなる第2の語
長を単位として格納して第1または第2の語長な単位と
して読み出す記憶手段と、記憶手段に接続された第2の
語長幅をもつ入力バスと、記憶手段に接続された第2の
語長幅をもつ出力バスと、この出力バスと入力バスに接
続され、記憶手段内に有効な可変長命令が存在しない時
、第2の語長の可変長命令の出力バスへバイパス転送し
、記憶手段内に有効な1つの第1の語長の可変長命令が
存在するとき、入力バス上の記憶手段内の第1の語長の
可変長命令に引き続く、第2の語長の可変長命令の一部
を、記憶手段から有効な第1の語長の可変長命令を読み
出すと同時に出力バスに転送する転送手段とを設けたの
で、命令キュー上のメモリ部分に有効な命令コードが存
在しないか少量しか存在しない時、命令フェッチ部から
転送される命令コードを直接命令デコーダに送出でき、
命令コードの命令フェッチ部から命令デコード部への転
送を高速化できる効果を奏する。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention stores variable-length instructions whose basic unit is a first word length, and stores variable-length instructions whose basic unit is a second word length consisting of a plurality of first word lengths. or a storage means for reading in units of second word length, an input bus connected to the storage means and having a second word length width, and an output bus connected to the storage means and having a second word length width; This output bus is connected to the input bus, and when there is no valid variable length instruction in the storage means, bypass transfer is made to the output bus of the variable length instruction of the second word length, and one valid variable length instruction in the storage means is connected. When a variable length instruction with one word length exists, a part of the variable length instruction with a second word length following the variable length instruction with the first word length in the storage means on the input bus is transferred from the storage means. Since a transfer means is provided that reads a valid variable-length instruction of the first word length and simultaneously transfers it to the output bus, when there is no valid instruction code or only a small amount exists in the memory portion on the instruction queue, the instruction is read. The instruction code transferred from the fetch section can be sent directly to the instruction decoder,
This has the effect of speeding up the transfer of instruction codes from the instruction fetch unit to the instruction decode unit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示す命令キューの構成を
説明するブロック図、第2図は、第1図の動作を説明す
るタイミングチャート、第3図は従来の命令キューの構
成を説明するブロック図、第4図は、第3図の動作を説
明するタイミングチャートである。 図において、1は命令キュー 2はキューメモリ、3は
入力ポインタ、4は出力ポインタ、5はカウンタ部、6
は命令キュー制御部、7はバイアバス回路である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分をを示す。
FIG. 1 is a block diagram explaining the configuration of an instruction queue showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart explaining the operation of FIG. 1, and FIG. 3 illustrates the configuration of a conventional instruction queue. FIG. 4 is a timing chart explaining the operation of FIG. 3. In the figure, 1 is an instruction queue, 2 is a queue memory, 3 is an input pointer, 4 is an output pointer, 5 is a counter section, and 6
7 is an instruction queue control unit, and 7 is a via bus circuit. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 命令フェッチ部と命令デコード部との間に設けられる命
令キューであって、第1の語長を基本単位とする可変長
命令を複数の前記第1の語長よりなる第2の語長を単位
として格納して前記第1または第2の語長を単位として
読み出す記憶手段と、前記記憶手段に接続された第2の
語長幅をもつ入力バスと、前記記憶手段に接続された第
2の語長幅をもつ出力バスと、この出力バスと前記入力
バスに接続され、前記記憶手段内に有効な前記可変長命
令が存在しない時、前記第2の語長の可変長命令の前記
出力バスへバイパス転送し、前記記憶手段内に有効な1
つの前記第1の語長の可変長命令が存在するとき、前記
入力バス上の前記記憶手段内の第1の語長の可変長命令
に引き続く、第2の語長の可変長命令の一部を、前記記
憶手段から前記有効な前記第1の語長の可変長命令を読
み出すと同時に前記出力バスに転送する転送手段とを有
することを特徴とする命令キュー。
An instruction queue provided between an instruction fetch section and an instruction decoding section, wherein variable length instructions whose basic unit is a first word length are transferred into units of a second word length consisting of a plurality of first word lengths. a storage means for storing and reading out the first or second word length as a unit; an input bus having a second word length width connected to the storage means; an output bus having a word length width, the output bus being connected to the output bus and the input bus, and when the valid variable length instruction does not exist in the storage means, the output bus for variable length instructions having the second word length; bypass transfer to a valid one in said storage means.
When there are two variable length instructions of the first word length, a portion of the variable length instructions of the second word length following the variable length instructions of the first word length in the storage means on the input bus. and transfer means for reading out the effective variable length instruction of the first word length from the storage means and transferring it to the output bus at the same time.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05194582A (en) * 1991-08-16 1993-08-03 Merck & Co Inc 17 beta-acyl-3-carboxyandrosta-3,5-diene as testosterone 5alpha-reductase inhibitor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05194582A (en) * 1991-08-16 1993-08-03 Merck & Co Inc 17 beta-acyl-3-carboxyandrosta-3,5-diene as testosterone 5alpha-reductase inhibitor

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